Atmel представила первый в промышленности флэш-микроконтроллер на ядре ARM7, поддерживающий SDRAM, NAND флэш-память и CompactFlash размером свыше 1 Гбайт

Интерфейс внешней шины микроконтроллеров AT91SAM7SE поддерживает 32-разрядную память NAND Flash, SDRAM и CompactFlash в режиме TrueIDE. В его состав входят контроллер NAND флэш-памяти с контроллером исправления ошибок (ECC), который компенсирует биты, потерянные NAND флэш-памятью по прошествии длительного времени. Встроенный контроллер памяти поддерживает до 8 конфигурируемых выходов выбора микросхем и поддерживает широкий диапазон 16- и 32-разрядных статических запоминающих устройств, в т.ч. статические ОЗУ, ПЗУ, флэш-память, а также ЖКИ и FPGA с параллельными интерфейсами ввода-вывода. Приложения регистрации данных, как правило, выполняются на основе дорогостоящих и требовательных к уровню потребления микроконтроллеров на ядре ARM9, т.к. они были единственными микроконтроллерами, поддерживающие SDRAM и NAND флэш-память. Традиционные микроконтроллеры ARM7 для подключения данной памяти требуют активного выполнения операций битовой обработки на линиях ввода-вывода общего назначения, что существенно снижает производительность передачи данных. С появлением микроконтроллеров семейства SAM7E в более компактных корпусах разработчики смогут реализовать портативные версии с батарейным питанием.

Главной проблемой при использовании внешней памяти или логики является уязвимость внутренней флэш-памяти при внешнем несанкционированном доступе. Микроконтроллерами Atmel SAM7E поддерживается несколько функций защиты программного кода:

микроконтроллер не может загрузиться из внешней памяти;
бит защиты флэш-памяти отключает интерфейс быстрого программирования флэш-памяти (FFPI) и блокирует доступ к встроенной флэш-памяти через интерфейс JTAG;
блок защиты памяти может быть настроен на выполнение программного кода только из встроенной флэш-памяти, тем самым, предотвратив попутку выполнения программы из другого источника.
Двухбанковая флэш-память размером 512 кбайт поддерживает режим внутриприкладного программирования за счет возможности программной записи во флэш-память и действительной поддержки возможности чтения во время записи. Таким образом, перепрограммирование может выполняться автономно в работающей системе. Двухбанковая память также защищает систему от сбоев питания или прочих ситуаций, которые могут привести к непредсказуемому поведению.

PDC поддерживает высокоскоростную работу SPI на скорости 25 Мбит/сек за счет прямой записи во внешнюю память. Современные протоколы связи, которые позволяют добиться максимальной производительности, не поддерживаются традиционными микроконтроллерами ARM7. Например, полноскоростной порт USB работает на скорости 12 Мбит/сек, а высокоскоростной SPI - на скорости 25Мбит/сек. Скорость на уровне всего лишь 4 Мбит/сек традиционных микроконтроллеров ARM7 делает малоэффективной обработку данных. По аналогии с другими микроконтроллерами SAM7 в состав серии SAM7SE интегрирован 11-канальный контроллер прямого доступа к памяти периферийных устройств (PDC), который позволяет повысить производительность до 10 Мбит/сек, оставляя 96% процессорного времени для решения прикладных задач. PDC может записывать поток данных непосредственно во внешнюю NAND флэш-память или SDRAM без вмешательства ЦПУ.

Микроконтроллеры серии SAM7SE поддерживают все функции, свойственные 8-разрядным микроконтроллерам, в т.ч. определение снижения напряжения питания, сброс при подаче питания, часы реального времени, кварцевый генератор, сторожевой таймер и три 16-разрядных таймера. В группу поддерживаемых коммуникационных интерфейсов входят три УСАПП, USB, TWI, I2S (SSC) и SPI. Микроконтроллеры также содержат четыре широтно-импульсных модулятора (ШИМ), 8-канальный 10-разрядный АЦП и 88 линий ввода-вывода.

Три контроллера ввода-вывода обеспечивают одновременность доступа периферийных устройств. У традиционных микроконтроллеров доступ периферийных устройств мультиплексирован, что в некоторых случаях создает "узкие звенья". Применение трех контроллеров ввода-вывода позволило устранить данную проблему. Если EBI не используется, то доступ всех периферийных устройств может осуществляться одновременно.

Отличительные особенности:

• Содержат процессор ARM7TDMI ARM Thumb

  - Высокоэффективная 32-разрядная RISC-архитектура

  - Набор высокоплотных 16-разрядных инструкций

  - Лидер по соотношению производительность/потребление

  - Ядро внутрисхемной эмуляции EmbeddedICE, поддержка отладочного коммуникационного канала

• Встроенная высокоскоростная флэш-память

  - 512 кбайт с организацией в два смежных банка, состоящих из 1024 страниц по 256 байт в каждой (AT91SAM7SE512)

  - 256 кбайт с организацией в один банк, состоящего из 1024 страниц по 256 байт в каждой (AT91SAM7SE256)

  - 32 кбайт с организацией в один банк, состоящего из 256 страниц по 128 байт в каждой (AT91SAM7SE32)

  - Однотактный доступ на частоте до 30МГц при наихудших условиях

  - Буфер предварительной выборки для оптимизации выполнения Thumb-инструкций на максимальной частоте

  - Время программирования страницы 6 мс, в т.ч. автоматическое стирание страницы, время полного стирания памяти 15 мс.

  - 10 тыс. циклов стирания, хранение данных в течение 10 лет, бит защиты флэш-памяти

  - Интерфейс быстрого программирования флэш-памяти для высокосерийной продукции

• 32 кбайт (AT91SAM7SE512/256) или 8 кбайт (AT91SAM7SE32) внутреннего высокобыстродействующего статического ОЗУ с однотактным доступом на максимальной частоте
• Один интерфейс внешней шины (EBI)

  - Поддержка подключения SDRAM, статической памяти, непосредственное подключение к флэш-памяти CompactFlash и NAND-флэш-памяти с поддержкой ЕСС.

• Контроллер памяти (MC)

  - Встроенный контроллер флэш-памяти

  - Блок защиты памяти

  - Определение статуса отказа (Abort) и рассогласования (Misalignment)

• Контроллер сброса (RSTC)

  - Сброс при подаче питания и откалиброванный маломощный детектор снижения напряжения

  - Обработка внешнего сигнала сброса и формирование информации о причине сброса

• Тактовый генератор (CKGR)

  - Маломощный RC-генератор частотой 3-20 МГц и одна схема ФАПЧ

• Контроллер управления потреблением (PMC)

  - Возможности оптимизации потребляемой мощности, в т.ч. режим низкочастотной синхронизации (вплоть до 500 Гц) и режим холостого хода (Idle)

  - Три программируемых внешних тактовых сигнала

• Расширенный контроллер прерываний (AIC)

  - Векторизованные источники прерываний с индивидуальным маскированием и восемью уровнями приоритетов

  - Два источника внешних прерываний и один источник быстрого прерывания, защита от генерации ложных прерываний

• Блок отладки (DBGU)

  - Двухпроводной УАПП с поддержкой прерывания по отладочному коммуникационному каналу, программируемое предотвращение доступа для ВСЭ

• Интервальный таймер (PIT)

  - 20-разрядный программируемый счетчик и 12-разрядный счетчик интервалов

• Оконный сторожевой таймер (WDT)

  - 12-разрядный программируемый счетчик, защищенный ключом

  - Выполняет сброс или генерирует прерывание

  - Счетчик может быть остановлен при нахождении процессора в состоянии отладки или в режиме холостого хода

• Таймер реального времени (RTT)

  - 32-разрядный циклический счетчик с сигнализацией

  - Работа от внутреннего RC-генератора

• Три контроллера параллельного ввода-вывода (ПВВ)

  - 88 программируемых линий ввода-вывода, мультиплексированных с двумя перифериными модулями ввода-вывода

  - Поддержка на каждой линии ввода-вывода прерывания по изменению состоянию

  - Индивидуальное программирование параметров выходов: открытый сток, подтягивающий резистор и синхронизированность

  - Триггеры Шмита на всех входах

• 11-канальный контроллер прямого доступа к памяти со стороны периферийных устройств (PDC)
• Один полноскоростной порт устройства USB 2.0 (12 Мбит/сек)

  - Встроенный трансивер, восемь конечных точек, 2688-байтные конфигурируемых буферы FIFO

• Один контроллер последовательного синхронного интерфейса SSC

  - Раздельные сигналы тактирования и синхронизации кадра у приемника и передатчика

  - Поддержка аналогового интерфейса I?S, поддержка мультиплексирования с разделением по времени

  - Возможность высокоскоростной передачи потока 32-разрядных данных

• Два универсальных синхронных/асинхронных приемо-передатчика (УСАПП)

  - Отдельные генераторы скорости связи, поддержка IrDA модуляции/демодуляции

  - Поддержка смарт-карт ISO7816 T0/T1, аппаратное подтверждение связи, поддержка RS485

  - УСАПП1 с полным модемным интерфейсом

• Один ведущий/подчиненный последовательный периферийный интерфейс SPI

  - Программируемая 8-16-разрядная длина данных, четыре выхода выбора внешних микросхем

• Один трехканальный 16-разрядный таймер-счетчик (TC)

  - Три входа внешней синхронизации, две линии ввода-вывода общего назначения в каждом канале

  - Генерация двух ШИМ-сигналов, режимы захвата/сравнения, возможность двунаправленного счета

• Один четырехканальный 16-разрядный ШИМ-контроллер (PWMC)
• Один двухпроводной интерфейс (TWI)

  - Поддержка режимов: ведущий, мультимастер, подчиненный; поддержка всех 2-проводных ЭСППЗУ Atmel

  - Поддержка общего вызова в подчиненном режиме

• Один 8-канальный 10-разрядный аналого-цифровой преобразователь; 4 канала мультиплексированы с цифровым вводом-выводом
• SAM-BA

  - Загрузочная программа по умолчанию

  - Интерфейс графическим пользовательским интерфейсом SAM-BA

• Граничное сканирование всех цифровых выводов в соответствии со стандартом IEEE 1149.1 JTAG
• Четыре сильноточных линии ввода-вывода; нагрузочная способность каждой до 16 мА
• Источники питания

  - Встроенный стабилизатор напряжения 1.8В, отдающий до 100 мА для работы ядра и внешних компонентов

  - Напряжение питания линий ввода-вывода VDDIO=1.8В или 3.3В, отдельное питание флэш-памяти VDDFLASH=3.3В

  - Напряжение питания ядра VDDCORE=1.8В (контролируется детектором снижения напряжения)

• Полностью статическая работа: работа на частоте до 48МГц при наихудших условиях: 1.65В и 85°C
• Доступность в 128-выводном корпусе LQFP или 144-выводном LFBGA

Структурная схема AT91SAM7SE512/256/32:

Общее описание:

Микроконтроллеры серии AT91SAM7SE выполнены на основе 32-разрядного RISC-процессора ARM7 и высокобыстродействующей флэш-памяти:

- AT91SAM7SE512 содержит 512 кбайт флэш-памяти и 32 кбайт СОЗУ.

- AT91SAM7SE256 содержит 256 кбайт флэш-памяти и 32 кбайт СОЗУ.

- AT91SAM7SE32 содержит 32 кбайт флэш-памяти и 8 кбайт СОЗУ.

Они также содержат обширный набор периферийных устройств, в т.ч. устройство USB 2.0, интерфейс внешней шины (EBI) и ряд системных функциональных узлов, минимизирующих число внешних компонентов.

EBI позволяет подключить синхронное динамическое ОЗУ (SDRAM), статическое ОЗУ и поддерживает ряд возможностей, которые упрощают подключение флэш-памяти NAND-типа, SmartMedia и CompactFlash.

Микроконтроллеры идеальны для миграции с 8/16-разрядных микроконтроллеров, если требуется расширить функциональные возможности, память и увеличить уровень системной интеграции.

Встроенная флэш-память может программироваться внутрисистемно через интерфейс JTAG-ICE или перед монтажом через параллельный интерфейс, что важно при выпуске высокосерийной продукции.

Несанкционированный доступ к прошивке (случайная перезапись или пиратство) можно запретить с помощью бит блокировки и защиты.

Системный контроллер содержит контроллер сброса, который управляет микроконтроллером и всей системой в ходе подачи питания. Корректность работы микроконтроллеров может контролироваться с помощью встроенного детектора снижения напряжения и сторожевого таймера, работающего от встроенного RC-генератора.

Объединение в одном кристалле процессора ARM7TDMI со встроенными флэш-памятью и СОЗУ, а также широким числом периферийных модулей, в т.ч. УСАПП, SPI, интерфейс внешней шины, таймер-счетчик, таймер реального времени и аналогово-цифровой преобразователь, делают AT91SAM7SE512/256/32 эффективной платформой для разработки гибких и оптимизированных по стоимости решений для многих приложений встраиваемого управления.

Информация для заказа:

Реклама на сайте

Последние новости

[06/02/2019] Конференция в МГТУ им. Баумана «Технологии разработки и отладки сложных технических систем» 2019

[09/05/2018] Грандиозная майская распродажа на Gearbest!

[16/05/2017] С 15 по 17 мая в магазине Gearbest проходит грандиозный флэшсейл

[10/05/2017] Так что же такое Спиннер?

[05/12/2016] Новый Год и Рождество с GearBest!

[29/09/2016] Всемирный День Интернета на GearBest